Файл: Нейман, З. Б. Крупные вертикальные электродвигатели переменного тока.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 130
Скачиваний: 0
ютсн гармоники, кратные трем, так как при синусои дальном напряжении на зажимах и соединении обмотки статора в звезду все остальные гармоники проявились
бы в кривой напряжения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Гармоника |
5-го порядка, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
которая уничтожается при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
шаге |
обмотки |
0 ,8 т, |
не |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
уплощает |
кривую, |
а |
вы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
зывает либо пик в точке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
л/2 , либо уменьшение ин |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
дукции по краям полюс |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ного деления, т. е. пятая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
гармоническая |
в |
кривой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
потока |
не |
соответствует |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
уплощенной |
кривой |
ин |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
дукции |
и не |
может |
воз |
:. 4-2. Кривые намагничивания |
||||||||||||
никнуть. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
кри- |
|
|
|
стали Э31. |
|
кривоЛ |
||||||
i 1а |
рИС. 4-2 Д а Н Ы |
М и 1Б—с учетом уплощения |
||||||||||||||
isI тa |
Tj о тмягит/гиытаяттист |
лфя. |
индукции, 2А и |
2Б—для синусоидаль* |
||||||||||||
вые |
намагничивания |
ста- |
ной кривой |
и„дуКции |
ал |
и |
гл-по |
|||||||||
ЛИ марки Э41 ДЛЯ ОСНОВ- |
|
шкале А; |
/Б и 2Б- по шкале Б). |
|||||||||||||
ной гармоники и с учетом |
|
Для |
других марок стали |
|||||||||||||
уплощения |
кривой индукции. |
|||||||||||||||
учет уплощения можно произвести |
следующим образом |
|||||||||||||||
[Л. |
11]. В точках я/3 |
и 2я/3 |
(рис. 4-3) ординаты упло |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
щенной кривой |
и |
синусоиды |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
равны и составляют 0 , 8 6 6 |
ам |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
плитуды. По основной кривой |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
намагничивания |
определяется |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
напряженность |
поля |
Hi |
для |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
индукции, |
|
равной |
0 ,8 6 6 Вмакс- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Поскольку н. с. распределена |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
в зазоре синусоидально и при |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
расчете магнитной цепи вычи |
||||||||
Рис. 4-3. Поле в зазоре |
сляют ее амплитуду, то расчет |
|||||||||||||||
асинхронной |
машины. |
|
ная |
напряженность |
поля |
для |
||||||||||
Распределение |
|
|
зубцов будет: |
HJ0 ,8 6 6 . |
|
ста |
||||||||||
магнитного |
потока |
по |
спинкам |
тора и ротора является неравномерным как в радиаль ном, так и в тангенциальном направлениях. Эта нерав номерность учитывается при определении напряженно сти поля для спинки [Л. 1 ]. Индукция в спинке статора
Ва — Ф' 104/2Qa, Т, |
(4-5) |
где Qa = hJeff — сечение спинки статора, |
см2. |
3—730 |
33 |
Намагничивающая сила спинки |
|
Fa = 1аИа= Я(Д,2у Ц На. |
(4-6) |
Участок магнитной цепи, приходящийся |
на ротор, |
рассчитывается аналогично. |
|
Рекомендуется принимать следующие индукции в раз личных участках магнитной цепи асинхронных двигате лей:
Вь |
0,7—0,9 |
Т |
|
Вat |
1.2— |
1,5 „ |
|
В |
21 |
1 ,6 - 1 , 8 . |
|
в |
22 |
1,6—1,95, |
|
в a2 |
1 .2 - |
1 ,5 . |
Ток холостого хода двигателя (действующее значе ние) определяется по величине н. с. на два полюса для трехфазной обмотки
Io= 0,37F/pwkw. |
(4-7) |
В двигателях мощностью 300—3000 кВт |
и п = 300-ь |
1 0 0 0 об/мин ток холостого хода составляет 25—50% но минального тока (большие значения относятся к более тихоходным машинам и меньшим мощностям).
4-2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ
Анализ работы асинхронного двигателя производится по схемам замещения двигателя или с помощью круго вой диаграммы, построенной на основании схемы заме щения. Для двигателей с короткозамкнутым ротором и глубокими стержнями или двойной клеткой схемы заме щения приведены на рис. 5-2 и 5-5. Для построения диа граммы и для анализа необходимо знать параметры ма шины.
Параметры статора. Активное сопротивление фазы об мотки статора при 15°С в омах
r1 = twi/i/57Sa, |
(4-8) |
где h —длина витка обмотки статора, |
м; S — сечение |
меди обмотки статора, мм2; а — число параллельных вет вей обмотки,
34
Индуктивное сопротивление обмотки |
статора при |
Л= 50 Гц в омах |
|
ОЗш^ |
(4-9) |
/0ИЯ-1 0 “7, |
РЯ
где /о=/г—0,Ьптг— расчетная длина статора, см; 2 Я — проводимость потоков рассеяния; 2 Я = Я,п+Я,к+Ял.
Проводимость потоков рассеяния между стенками паза
|
I |
h3 |
|
(4-10) |
|
2 Ьа ' |
Ьа |
|
|
|
|
|
||
где hu hz, h3указаны на рис. 4-4. |
1 |
|
||
Коэффициент &у учитывает умень |
ST |
|||
шение н. с. паза двухслойной обмотки |
|
а h2 |
||
из-за |
сокращения шага. |
При |3 — |
|
|
= 0 ,6 6 |
-И , 0 |
|
|
|
Проводимость рассеяния по корон |
|
щ |
||
кам зубцов в воздушном зазоре |
|
|
Як = Л£2в/9,53*4. |
(4-11) |
Проводимость рассеяния вокруг ло бовых частей, отнесенная к расчетной длине /о,
Рис. 4-4. К расче ту проводимости рассеяния паза.
Ял = 0,42 у - (/s — 0,64-1(3). |
(4-12) |
*0 |
|
Параметры ротора. В схеме замещения параметры ро тора приведены к частоте, числу витков и числу фаз об мотки статора. Как известно, приведение производится так, чтобы потери в реальной и приведенной цепях были одни и те же, при этом э. д. с. не изменяется.
Потери в короткозамкнутой обмотке ротора
P3 = l\ геЪг= m ,/'V 2, Вт,
где /2—действительный ток в стержне, А; ге = гс+гн — сопротивление элемента обмотки, состоящее из сопротив ления одного стержня гс= р7 5 /сА7 с и сопротивления участ ка короткозамыкающего кольца между стержнями
/h=P75W<7hA. |
(4-13) |
3* |
36 |
Здесь p7s— удельное сопротивление материала стерж
ня (кольца) |
при 75°С, |
Ом-м; qc — сечение стержня, |
м2; |
qR— сечение |
кольца, |
м2; 1С— длина стержня, м; |
/я = |
=nDR/Z2—длина участка кольца между стержнями, м;
А— коэффициент приведения сопротивления кольца к со противлению стержня, равный (Л. 1]
|
A = 2 |
sin |
(4-14) |
Dr — средний |
диаметр |
короткозамыкающего кольца. |
|
Ток в стержне / 2 определяется из равенства н. с. об |
|||
моток приведенной и реальной: |
|
||
откуда |
miI'2Wikw=hZ2l2, |
|
|
/2 ==2 mi//2 ®ifew/Z2. |
|
||
|
|
||
При т = 3 |
приведенное активное |
сопротивление |
|
в омах |
r' 2 = \2(Wikw)zreIZ2. |
(4-15) |
|
|
Приведенное индуктивное сопротивление
X,2=\2{Wikw)zX2lZ2,
где х2 — индуктивное сопротивление ротора в омах
х г = 2nfs2^ /02 Я-1 0 ~7.
В короткозамкнутом |
роторе sn= l. При |
/1 = 50 гц |
* '.= 378 |
/oS;|[. 10- т> |
(4-16) |
|
2 |
|
где /о в см; определение проводимостей рассеяния об мотки ротора 2Я дано в гл. 5.
Круговая диаграмма. В общем случае намагничиваю щий контур выносится на зажимы схемы замещения. Ошибка, которая при этом получается, учитывается так называемым коэффициентом рассеяния статора [Л. 4]
а = 1 |
7qXi |
(4-17) |
|
Uф /qXj |
|||
|
|
||
В схеме замещения |
|
(4-18) |
|
x'i=xicr; x"2 = x,2 o2; г"2 = г '2 а2; r'i = ri. |
По известным параметрам схемы замещения строит ся круговая диаграмма (рис. 4-5). В этой диаграмме па-
36
|)яметры двигателя постоянны. Для двигателей с вытес нением тока она справедлива при малых скольжениях (для рабочих режимов).
Рис. 4-5. Круговая диаграмма для рабочего режима.
На рис. 4-5 /о — ток холостого хода; ОА — потери хо лостого хода в масштабе мощности; чр2 — угол поворота линии центров,
|
|
sin г|52 = 2 /0 *4 /^ Ф. |
|
|
Диаметр круговой диаграммы |
|
|
||
Г) |
___ __ Уф |
|
||
Ы |
|
Х\ + х"г |
*"„• |
|
Угол наклона линии полезной мощности у«=ь где |
||||
tgys=i —Гк/як; r„ = r,i+ir"2. |
|
мощности |
||
Угол наклона |
линии электромагнитной |
|||
Ys=oo, где tg Ys=oo |
тilх к* |
|
|
|
По круговой диаграмме можно определить токи ста |
||||
тора и ротора (приведенный к |
обмотке статора), costp |
|||
двигателя, к. п. д., |
максимальный момент, |
скольжение |
||
(см. [Л. 3]). |
|
|
|
|
Глава пятая
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ВЫТЕСНЕНИЕМ ТОКА
В тех случаях, когда для насосов тепловых электро станций не требуется регулирование скорости, применя ются асинхронные короткозамкнутые двигатели. Обмот-
37
ка ротора может выполняться в виде двойной клетки с круглыми стержнями и отдельными для каждой клетки короткозамыкающими кольцами либо из стержней кол бовидного профиля. Эксплуатационные параметры дви гателя (к. п. д. coscp) при обоих исполнениях отличают ся незначительно, максимальный момент выше у двига
теля с одной клеткой, так как меньше индуктивное со противление обмотки ро тора.
|
|
|
|
Пусковые |
характеристи |
||||
|
|
|
|
ки двигателя с двойной клет |
|||||
|
|
|
|
кой благоприятнее, чем у |
|||||
|
|
|
|
двигателей |
с колбовидными |
||||
|
|
|
|
пазами — меньше |
пусковой |
||||
|
|
|
|
ток и больше |
пусковой |
мо- |
|||
|
|
|
|
кент (рис. 5-1). |
Пусковой |
||||
|
|
|
|
ток можно несколько изме |
|||||
|
|
|
|
нять, изменяя размеры шли |
|||||
|
|
|
|
цев клеток, |
а пусковой |
мо |
|||
|
|
|
|
мент — применяя |
для верх |
||||
|
|
o.s |
|
ней клетки материал с боль |
|||||
Рис. 5-1. |
Характеристики |
/ П/Д |
шим |
удельным сопротивле |
|||||
нием. |
|
|
|
|
|
||||
и M=f(s) |
асинхронного |
двига |
двигателей |
с двойной |
|||||
теля с |
пазом |
колбовидного |
У |
||||||
профиля |
(1) и с двойной клет |
клеткой меньше добавочные |
|||||||
|
кой |
(2). |
|
потери в |
стали, |
так |
как |
||
|
|
|
|
шлиц |
верхней |
клетки имеет |
малую ширину (2—3 мм). У двигателей с колбовидными пазами ширина шлица должна быть больше, чтобы мож но было осуществить керновку стержней — технологиче скую операцию, необходимую для закрепления стержня
в пазу.
Однако уменьшение добавочных потерь может быть достигнуто рациональным выбором числа пазов и по этому вопрос о добавочных потерях не является решаю щим при выборе исполнения ротора. Благодаря тому что трудоемкость изготовления одной клетки меньше, двигатель с пазами колбовидного профиля получил ши рокое распространение. Двухклеточное исполнение при меняют тогда, когда необходимо уменьшить пусковой ток и получить высокий пусковой момент, например для обеспечения пуска при возможных снижениях напряже ния в сети.
38